在既有隧道周围施工基坑时限制既有隧道变形的注浆方法与流程

1.本发明涉及建筑技术领域，特指一种在既有隧道周围施工基坑时限制既有隧道变形的注浆方法。


背景技术：

2.随着城市地下铁路网的不断完善发展，地铁沿线及周边的工程建设日益增加，常常需要在既有隧道周围施工新的建筑，而在既有隧道周围开挖基坑，土体卸荷会导致既有隧道发生变形，既有隧道因变形过大会导致管片间拼缝间隙过大，管片壁后注浆填充部位开裂，导致既有隧道内渗水，影响地铁隧道的运营安全。
3.既有隧道周围基坑的开挖容易对既有隧道产生极大的安全风险。如何既保障已运营的既有隧道的安全稳定，又保证既有隧道周围基坑的开挖施工是亟待解决的问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种在既有隧道周围施工基坑时限制既有隧道变形的注浆方法，以解决现有技术中在既有隧道周围开挖基坑容易导致既有隧道变形的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供了一种在既有隧道周围施工基坑时限制既有隧道变形的注浆方法，包括如下步骤：
6.在既有隧道周围施工基坑时，实时监测所述既有隧道的变形情况；
7.在所述既有隧道发生形变区域达到设定形变量时，提供注浆机，利用所述注浆机在所述基坑内对所述既有隧道发生形变区域靠近所述基坑的一侧进行注浆加固，以使所述既有隧道发生形变区域靠近所述基坑的一侧形成土体加固结构以限制所述既有隧道继续变形。
8.随基坑土体被挖出导致既有隧道会向基坑一侧发生形变，本发明通过实时监测既有隧道随土方开挖应力释放而产生的结构变形情况，在既有隧道发生形变区域达到设定形变量时，即在形变影响既有隧道安全之前对既有隧道发生形变区域靠近基坑的一侧进行注浆加固，注浆机位于基坑内施工不会影响既有隧道的正常运营，因此本发明的注浆方法既保障已运营的既有隧道的安全稳定，又保证既有隧道周围基坑的开挖施工。
9.本发明在既有隧道周围施工基坑时限制既有隧道变形的注浆方法的进一步改进在于，
10.在监测所述既有隧道变形时，提供三维扫描仪，将所述三维扫描仪架设于所述既有隧道内，利用所述三维扫描仪实时监测所述既有隧道的变形情况。
11.本发明在既有隧道周围施工基坑时限制既有隧道变形的注浆方法的进一步改进在于，
12.在所述基坑施工之前，利用所述三维扫描仪获取所述既有隧道的初始三维坐标信息；
13.在所述基坑的施工过程中，利用所述三维扫描仪实时地获取所述既有隧道的实时三维坐标信息；
14.根据所述初始三维坐标信息和所述实时三维坐标信息计算出所述既有隧道发生形变区域的位置坐标和形变量；
15.在所述既有隧道发生形变区域的形变量大于所述设定形变量时，利用所述注浆机对所述既有隧道发生形变区域靠近所述基坑的一侧进行注浆加固。
16.本发明在既有隧道周围施工基坑时限制既有隧道变形的注浆方法的进一步改进在于，
17.将所述既有隧道靠近所述基坑的区域划分为若干个监测段，在每个所述监测段内架设一所述三维扫描仪以监测每个所述监测段的变形情况。
18.本发明在既有隧道周围施工基坑时限制既有隧道变形的注浆方法的进一步改进在于，所述设定形变量包括管片间缝隙预设形变量；
19.实时监测所述既有隧道的管片间缝隙的形变量；
20.在所述既有隧道的管片间缝隙的形变量大于所述管片间缝隙预设形变量时，利用所述注浆机对所述既有隧道发生形变区域靠近所述基坑的一侧进行注浆加固。
21.本发明在既有隧道周围施工基坑时限制既有隧道变形的注浆方法的进一步改进在于，所述设定形变量包括预设水平形变量和预设竖向形变量；
22.实时监测所述既有隧道在水平方向和竖向方向上的位移量；
23.在所述既有隧道的水平方向位移量大于所述预设水平形变量或竖向方向位移量大于所述预设竖向形变量时，利用所述注浆机对所述既有隧道发生形变区域靠近所述基坑的一侧进行注浆加固。
24.本发明在既有隧道周围施工基坑时限制既有隧道变形的注浆方法的进一步改进在于，
25.根据所述既有隧道发生形变区域的位置坐标以及所述注浆机的位置坐标，计算出所述注浆机的钻杆的转动角度，根据所述转动角度转动调节所述钻杆，以使所述钻杆能够钻入所述既有隧道形变区域靠近所述基坑的一侧进行注浆加固。
26.本发明在既有隧道周围施工基坑时限制既有隧道变形的注浆方法的进一步改进在于，利用所述钻杆对应所述既有隧道形变区域靠近所述基坑的一侧钻设形成若干排钻孔并向所述钻孔内注入注浆液，以使所述注浆液向周围的土体渗透并凝结形成所述土体加固结构。
27.本发明在既有隧道周围施工基坑时限制既有隧道变形的注浆方法的进一步改进在于，所述注浆液为水泥-水玻璃双液浆。
附图说明
28.图1为本发明在既有隧道周围施工基坑时限制既有隧道变形的注浆方法的流程图。
29.图2为本发明在既有隧道周围施工基坑时限制既有隧道变形的注浆方法的施工图。
30.符号说明：既有隧道10，基坑20，注浆机30。
具体实施方式
31.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
32.本发明提供了一种在既有隧道周围施工基坑时限制既有隧道变形的注浆方法，通过对既有隧道发生形变区域靠近所述基坑一侧的土体进行注浆固化，解决了因在既有隧道周围施工基坑而导致地铁盾构隧道变形的问题，降低地铁运营安全受到建设工程施工的影响风险，降低地铁盾构隧道内部渗漏风险，施工简单，效果明显。
33.下面结合附图对本发明在既有隧道周围施工基坑时限制既有隧道变形的注浆方法进行说明。
34.参见图1和图2，在本实施例中，一种在既有隧道周围施工基坑时限制既有隧道变形的注浆方法，包括如下步骤：
35.s101：在既有隧道10周围施工基坑20时，实时监测既有隧道10的变形情况；
36.s102：在既有隧道10发生形变区域达到设定形变量时，提供注浆机30，利用注浆机30在基坑20内对既有隧道10发生形变区域靠近基坑20的一侧进行注浆加固，以使既有隧道10发生形变区域靠近基坑20的一侧形成土体加固结构以限制既有隧道10继续变形。
37.随基坑20土体被挖出导致既有隧道10会向基坑20一侧发生形变，本发明通过实时监测既有隧道10随土方开挖应力释放而产生的结构变形情况，在既有隧道10发生形变区域达到设定形变量时，即在形变影响既有隧道10安全之前对既有隧道10发生形变区域靠近基坑20的一侧进行注浆加固，注浆机30位于基坑20内施工不会影响既有隧道10的正常运营，因此本发明的注浆方法既保障已运营的既有隧道10的安全稳定，又保证既有隧道10周围基坑20的开挖施工。
38.参见图1和图2，在一种具体实施例中，在监测所述既有隧道10变形时，提供三维扫描仪，将所述三维扫描仪架设于所述既有隧道10内，利用所述三维扫描仪实时监测所述既有隧道10的变形情况。
39.进一步的，在所述基坑20施工之前，利用所述三维扫描仪获取所述既有隧道10的初始三维坐标信息；
40.在所述基坑20的施工过程中，利用所述三维扫描仪实时地获取所述既有隧道10的实时三维坐标信息；
41.根据所述初始三维坐标信息和所述实时三维坐标信息计算出所述既有隧道10发生形变区域的位置坐标和形变量；
42.在所述既有隧道10发生形变区域的形变量大于所述设定形变量时，利用所述注浆机30对所述既有隧道10发生形变区域靠近所述基坑20的一侧进行注浆加固。
43.参见图1和图2，更进一步的，将所述既有隧道10靠近所述基坑20的区域划分为若干个监测段，在每个所述监测段内架设一所述三维扫描仪以监测每个所述监测段的变形情况。
44.针对每个监测段进行单独地监测以获取该监测段的初始三维坐标信息以及实时地三维坐标信息并进行对比计算，以精确的判断各个监测段的形变情况。
45.进一步的，所述设定形变量包括管片间缝隙预设形变量；
46.实时监测所述既有隧道10的管片间缝隙的形变量；
47.在所述既有隧道10的管片间缝隙的形变量大于所述管片间缝隙预设形变量时，利用所述注浆机30对所述既有隧道10发生形变区域靠近所述基坑20的一侧进行注浆加固。
48.更进一步的，所述设定形变量包括预设水平形变量和预设竖向形变量；
49.实时监测所述既有隧道10在水平方向和竖向方向上的位移量；
50.在所述既有隧道10的水平方向位移量大于所述预设水平形变量或竖向方向位移量大于所述预设竖向形变量时，利用所述注浆机30对所述既有隧道10发生形变区域靠近所述基坑20的一侧进行注浆加固。
51.参见图1和图2，在一种具体实施例中，根据所述既有隧道10发生形变区域的位置坐标以及所述注浆机30的位置坐标，计算出所述注浆机30的钻杆的转动角度，根据所述转动角度转动调节所述钻杆，以使所述钻杆能够钻入所述既有隧道10形变区域靠近所述基坑20的一侧进行注浆加固。
52.钻孔注浆的角度、长度需结合监测、和隧道内部定位情况进行。通过计算钻杆的转动角度，确保钻杆能够精准定向地对既有隧道10形变区域靠近所述基坑20的一侧的土体进行加固，精准加固施工，确保加固效果。
53.进一步的，利用所述钻杆对应所述既有隧道10形变区域靠近所述基坑20的一侧钻设形成若干排钻孔并向所述钻孔内注入注浆液，以使所述注浆液向周围的土体渗透并凝结形成所述土体加固结构，通过若干排钻孔确保注浆液充分的扩散，确保对既有隧道10形变区域靠近所述基坑20的一侧的土体进行充分的加固，避免存在空隙而影响对既有隧道10的支撑效果。
54.更进一步的，每排钻孔的排布方向与既有隧道10的长度方向一致。
55.较佳地，所述注浆液为水泥-水玻璃双液浆，或者水泥，根据现场实际变形情况和底层特点选择注浆液，注浆压力应结合水位、土层状态、土压力等岩土指标，结合与专家质询、讨论结果进行选择。向土体内注射浆液形成的改良土体，具有整体性和抗剪能力的综合提升，由于浆液的选择不同，所产生的改良属性也不相同，需要结合运用工程实际岩土参数情况具体确定。
56.下面对本发明的在既有隧道周围施工基坑时限制既有隧道变形的注浆方法的工作原理进行说明。
57.在施工前，利用三维扫描仪，对地铁内部隧道结构进行通体扫描，掌握原始资料，在既有隧道10周围的基坑20土方开挖过程中，加强对既有隧道10的变形监测，根据地铁变形情况和监测变形发展趋势，进行细部精细化扫描，对比变形较大点位的细微变化、是否有渗漏发生、管片间隙是否有变化。具体的，实时监测所述既有隧道10的管片间缝隙的形变量、既有隧道10在水平方向和竖向方向上的位移量，在所述既有隧道10的管片间缝隙的形变量大于所述管片间缝隙预设形变量、所述既有隧道10的水平方向位移量大于所述预设水平形变量或竖向方向位移量大于所述预设竖向形变量时，针对既有隧道10发生形变区域靠近所述基坑20的一侧进行注浆加固，注浆后形成土体加固结构，加固后的土体受到改良，提升了抗剪能力，有效的控制地铁变形的进一步发展。
58.通过采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：
59.本发明施工方便，操作原理简单，适用于运营地铁周边结建工程和重要的城市建、构筑物改扩建工程，有效解决地铁结建工程中，地铁盾构隧道变形的问题，用精密注浆的方式精准加固隧道周边土体，维持隧道变形稳定。
60.需要说明的是，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。